浅谈对路基灰土施工灰剂量的控制

浅谈对路基灰土施工灰剂量的控制

丁双

丁双

中铁十二局集团第七工程有限公司410004

摘要：在公路工程施工中，路基填料质量的好坏直接关系到道路交通的使用寿命.由石灰、土按一定的比例组成的石灰土作路基填料，其强度高、稳定性好，而灰土中石灰含量的多少，又是直接影响路基强度与稳定性的关键因素，所以合理而有效地控制灰土中的石灰含量成为灰土施工中一个至关重要的环节.结合工程特点及实际情况，论述了在灰土路基施工过程中几种控制石灰含量的方法，对于指导路基施工有一定的参考价值.

关键词：灰剂量

一、工程概况

我标段路基长度共9850米，共39个断面。上路堤（0.8-1.5）设计是4%的灰土，下路床（0.4-0.8）设计是6%的灰土，上路床（0-0.4）设计是8%的灰土。目前93、94区已经全部完成，其中96顶验收完4588米，剩余5262米基本接近96顶，现在大面积施工，计划2014年12月中旬全部完成路基施工。

二、灰剂量控制

2.1原材料控制

石灰：本标段设计使用的石灰等级为二级灰，钙质生石灰有效钙镁含量≥80%，钙质消石灰有效钙镁含量≥60%，进场的石灰以200t为一批，石灰进场必须经项目部试验室自检合格后报监理工程师抽检，抽检合格方可使用，石灰消解必须在取土场内进行，严禁在路基范围内消解，使用前7-10天充分消解，用水量为500-800kg/t，避免过干飞扬，过湿成团，并尽快使用，使用前必须过10mm筛，进场的石灰要与标准试验时用灰级别一致，要有防风避雨措施，防止石灰失效。

2.2配置试剂

配置试剂是一项非常频繁而又很重要的工作，它直接关系到试验结果的准确性，所以我们一定要认真准确的对待。下面是常用的几种试剂配置方法及注意事项：

2.2.10.1mol/m3乙二胺四乙酸二钠标准溶液（简称EDTA二钠标准溶液）：准确称取EDTA二钠（分析纯）37.23g，用40-50℃的无二氧化碳蒸馏水溶解，待全部溶解并冷却至室温后，定容至1000ml。

2.2.210%的氯化铵溶液：将500g氯化铵（分析纯）放在10L的聚乙烯桶内，加蒸馏水4500mL，充分震荡，使氯化铵完全溶解。这里需要注意的是：尽管氯化铵标装为一瓶500g，但在使用过程中氯化铵必须用电子称称量，不可用一瓶就当做500g，瓶装蒸馏水也是必须过量筒。配置的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置过久，以免影响试验精度。

2.2.31.8%氢氧化钠（内含三乙醇胺）溶液：称取18g氢氧化钠（分析纯）放入洁净干燥的1000mL烧杯中，加入1000mL蒸馏水使其全部溶解，待溶液冷却至室温后加入2mL三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。

2.2.4钙红指示剂：将0.2g钙试剂羧酸钠与20g预先在105℃烘箱中烘1h的硫酸钾混合，一起放入研钵中，研成极细粉末，储于密闭瓶中，以防吸潮。因为钙试剂羧酸钠和钙红指示剂吸潮很快，必须放在密闭的容器中，用完后必须密封，钙试剂羧酸钠吸潮后很难搅开，钙红指示剂吸潮后溶液滴定颜色不明显、不鲜艳，难以判断滴定终点，必须从新配置。

2.3绘制标准曲线

取工地用石灰和土，风干后用烘干法测定含水率，根据最佳含水率和湿混合料质量（300g）计算出干混合料质量、干土质量、干石灰质量、湿土质量、湿石灰质量和石灰土中应加入的水的质量。准备5种试样，每种两个样品，细粒土300g，5种混合料石灰剂量应为：设计灰剂量、设计灰剂量±2%、±4%，以4%灰土为例：准备标准曲线的石灰剂量可为0%、2%、4%、6%、8%，应保证工地实际所用的石灰剂量位于标准曲线所用剂量的中间，每种剂量取两个试样，共10个试样。将300g试样放入1000mL的搪瓷杯中，加入600mL氯化铵溶液，搅拌3min（每分钟搅110-120次），沉淀10min后将上部清液转移到300mL三角瓶内，加入50mL1.8%氢氧化钠溶液，然后加入钙红指示剂（质量约0.2g，大约黄豆大小）摇匀，溶液呈玫瑰红色。纪录滴定管中EDTA二钠标准溶液的体积V1，边滴定边摇匀，并仔细观察溶液颜色的变化，当溶液变为紫色时，放慢滴定速度并摇匀，直到纯蓝色为终点，纪录滴定管中EDTA二钠标准溶液的体积V2，读数至0.1mL，V1-V2即为EDTA二钠标准溶液的消耗量。对其他几个试样用同样的方法进行试验，并纪录各自的EDTA二钠标准溶液的消耗量。以同一石灰剂量的试样消耗的EDTA二钠标准溶液平均值为纵坐标，以石灰剂量为横坐标制图，两者的关系应该为一条顺滑的曲线，当素土或石灰发生改变，必须重做标准曲线。

2.4现场上土、布灰控制

上土：严格实行“划格上土，挂线施工，平地机整平”施工工艺。根据运土车的吨位，计算每车土的堆放距离。上土时，每车装土数量应基本相同。在同一取土场供土的路段内，由远到近将土按上述计算距离卸置于下承层方格中。试验段施工时运输车每车按9m3控制，9m×10.7m格每格上两车。现场配有专人（穿反光背心、带安全帽）指挥卸土，做好卸土距离的控制，避免出现上土不均匀的现象。用推土机将土均匀推开，表面应求平整，并有规定路拱。沿路线纵向每隔25米用铁锹和测厚钢钎随机抽查断面初平后松铺厚度是否达到控制要求。对取土场中土料含水率大的在推平后及时进行翻晒处理，翻晒时先用铧犁由两边至中深翻一遍，在表层土质“泛白”后小型破碎拌合机随后进行粉碎，晾晒2-4小时（根据气温控制）后小型破碎拌合机再度翻拌；以尽快降低含水率。土颗粒破碎在布灰之前尽可能达到细度要求。

布灰：在土料含水率大于最佳含水率4~5个百分点以内时方可进行布灰作业。用平地机整平素土，避免局部素土不均匀，然后恢复中线，边线，因每车运输车装灰量约8T，根据石灰用量（6%），每车全宽可布设4个方格（9m×10.7m），派专人负责指挥按白灰方格布灰并人工布灰。采用路拌法进行石灰土施工时，不少施工单位对布灰的均匀性重视不够，工人进行布灰时随意性很大，造成灰剂量有很大偏差，这将导致布灰少的地方压实度过高甚至超百，而布灰太多的地方又将出现压实度不够的现象。出现“二次布灰”的情况主要是已经布好灰或者灰土拌好后还没来得及整平、碾压就突然降雨，连续好多天都无法施工，造成石灰有效钙镁流失较多，技术标准降低，为了保证石灰土的强度能够满足要求，不得不再次加灰，但随着灰剂量的增加，施工层实际干密度相对变小，这时候如果再用原来的标准密度就可能造成压实度不够的现象。

2.5拌合

对拌合作业采用2台大型稳定土拌和机拌合。每台拌和机后安排1人随时检测拌合深度（一般10m左右挖坑检查一次），严防素土夹层。检查情况及时告知拌和机操作手以便更好的控制拌和深度。拌合机拌合深度应侵入下承层2-3cm，有利于上下层粘结及防止夹层的出现。拌合机拌合的速度应均匀，拌合遍数不宜小于2遍，以保证其最大粒径不超过15mm；在最后一遍拌和前，宜用多铧犁紧贴底层翻犁一遍，确保石灰拌合均匀。

2.6现场取样试验

取样：我们自检频率是双车道每200米4个点，采取现场随机取样的方法抽取试样，取样时因从上挖到下一层，把挖出的灰土拌匀，从中抽取有代表性试样1000g左右。现场为了加强过程质量控制，从灰拌机拌完第一道我们就开始取样试验，检查石灰剂量和拌和深度及均匀性，发现问题及时处理纠正。应及时对拌和均匀的混合料进行质量检测，布灰尽可能一次布灰到位。

试验：试验方法是用EDTA滴定法，其原理是先用10%的氯化铵弱酸溶出石灰土中的Ca2+，然后用EDTA二钠标准溶液夺取Ca2+，EDTA二钠标准溶液的消耗量与相应的石灰剂量存在近似线性关系。在试验过程中，每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以减小试验误差。在EDTA滴定过程中，溶液的颜色有明显的变化过程，从玫瑰红色变为紫色，最后变成纯蓝色。因此要把握好滴定的临界点，切不可直接将溶液滴到纯蓝色，因为在滴定过量时，溶液的颜色始终保持纯蓝色，没有经过临界点则可能已经过量很多，一般来说在溶液变为紫色后，如石灰剂量较低，1-2滴就能彻底变蓝，如石灰剂量较高，可能需要再多些。因此，此时的滴定速度务必放慢，逐滴滴入，并保持摇匀，以免滴定过量。滴完后记得一定要用清水清洗滴定管，不然等下次滴定的时候滴定管阀门就会卡死，也可以在滴定管阀门处涂些凡士林，这样就可以保证溶液不会漏，阀门也不会卡死，刚开始不知道被弄坏了好几根滴定管。

三.总结

灰剂量作为影响路基和路面底基层质量的一大因素，越来越受到施工人员的重视，只要我们从标准试验，原材料质量，施工工艺，计划安排等方面严格把关，减少施工中灰剂量的损失，建立正确的验收标准，确保原材料质量优良，则在保证工程质量的前提下，会大大降低工程成本。

参考文献：

[1]公路路基施工技术规范

[2]公路无机结合料试验规程

作者简介：

丁双，中铁十二局集团第七工程有限公司。